1、1 1、功率场效应晶体管结构特点、功率场效应晶体管结构特点N+GSDP沟道b)N+N-SGDPPN+N+N+沟道a)GSDN沟道图1-19图1-1 电力MOSFET的结构和电气图形符号p功率功率MOSFET是一种单极性器件，导通时只有一是一种单极性器件，导通时只有一种极性的载流子（多子）参与导电。（如种极性的载流子（多子）参与导电。（如N型型MOS管，多子是电子）管，多子是电子）p功率功率MOSFET是一种集成器件，也就是说一个功是一种集成器件，也就是说一个功率率MOS管通常有许多元细胞并联而成。（一个管通常有许多元细胞并联而成。（一个40A的管子由上万个单元并联而成）。的管子由上万个单元并联
2、而成）。p栅极与基片之间用栅极与基片之间用SiO2隔离，因此它同其它两个隔离，因此它同其它两个极之间是绝缘的，故极之间是绝缘的，故MOS管输入阻抗非常高。管输入阻抗非常高。pMOS管的极间电容比较大，尤其它的输入电容可管的极间电容比较大，尤其它的输入电容可达几百达几百PF。2.MOS管主要技术参数管主要技术参数 p 漏源电压漏源电压BVDS MOSFET的工作电压主要由的工作电压主要由MOS管的漏极击管的漏极击穿电压穿电压BVDS决定，而决定，而BVDS又是又是J1结的反偏电压极结的反偏电压极限值。限值。BVDS随温度而变化，在一定的范围内大约随温度而变化，在一定的范围内大约结温度每升高结温度
3、每升高10，BVDS增加增加1%，也就是说结，也就是说结温上升，耐压值也上升。（而双极型晶体管则相温上升，耐压值也上升。（而双极型晶体管则相反）。反）。p最大漏极电流最大漏极电流IDmax 标称标称MOS管电流额定参数。管电流额定参数。MOS管的额定管的额定电流主要由沟道宽度决定，提高电流主要由沟道宽度决定，提高IDmax主要靠增主要靠增加单位管芯面积的沟道宽度。加单位管芯面积的沟道宽度。p阈值电压阈值电压VGS（th）（）（开启电压）开启电压） 当外加栅极电压当外加栅极电压VGS（th）时，漏区和源区的表时，漏区和源区的表面反型层形成了连接的沟道。一般面反型层形成了连接的沟道。一般MOS管的
4、开启管的开启电压为电压为2-4V。p极间电容 功率场效应管极间电容是影响器件开关频率的主要因素。三个极间电容如图1-14所示。 输入电容：Ciss=CGS+CGD 输出电容：Coss=CDS+CGD图图12二、二、LED及继电器驱动及继电器驱动1、LED显示器驱动A、动态显示 LED显示可选择动态扫描显示，或选74LS164移位寄存器作静态显示。 目前普通LED发光管的最大驱动电流为20MA，故可取每段发光管的最大驱动电流为IF=2.5mA。5 0.3 1.210.17520CCCELTVVVRKI200.2100TbIImA50.7221.50.20CCBEbVVRKIB、静态显示用74LS
5、164，5 0.3 1.210.516.75CCCELTVVVRKI 74LS164每路输出端最大灌电流为8mA,(但电源端最大工作电流为54mA).故取:2、继电器驱动A、用分立元件可取继电器工作电流50mA,三极管放大倍数为100则:500.5100CbIImA5 0.718.60.5CCEVVbRKIbB、用达林顿集成电路驱动 如果系统中有多个信号继电器需要驱动,可考虑用ULN2000系列达林顿驱动集成电路。8路达林顿驱动芯片ULN2800系列:三、功率三、功率MOS管驱动电路设计管驱动电路设计A、用分立元件构成的驱动电路 采用上述分立元件电路的优点是成本低,缺点是驱动电路自身功耗大，波
6、形上升沿和下降沿都不够陡。解决驱动电路自身功耗大的方法是用小功率MOS管如2N7000（60V/0.2A,N)代替S8050,用NTK3142(-20V/0.28A,P)代替S8550。改善MOS管栅极驱动波形的办法只能是加大它栅极驱动电流。B、低端MOS管的驱动采用IR4427的双路低端驱动C、高端MOS管驱动电路D、MOS管半桥驱动电路E、MOS管全桥驱动电路全桥驱动可用2片半桥驱动集成电路（IR2110）：F、自带振荡电路的全桥驱动芯片G、D类功放驱动电路四、直流电机驱动四、直流电机驱动 传统小功率直流电机控制采用线性集成电路如LB298，但功耗太大，为此可采用开关集成电路。五、步进电机
7、驱动五、步进电机驱动名称:24BYJ48-01额定电压12VDC相数4减速比1/64步距角5.625 /64直流电阻507%(25)空载牵入频率600Hz空载牵出频率1000Hz 控制极 1 2 3 4 5 6 7 8 5 + + + + + + + + 4 - - - 3 - - - 2 - - - 1 - - -节拍： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 脉冲时序图： 5： 4： 3： 2： 1： 基于单片机的控制的步进电路驱动电路：精品课件精品课件！精品课件精品课件！功率驱动集成电路主要生产商功率驱动集成电路主要生产商:WWW.IRF.COMWWW.ST.COMWWW.NXP.COMWWW.ONSEMI.COMWWW.FAIRCHILDSEMI.COM
